INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE          "2ème PARTIE" :

2. - LA BOBINE ET L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE :

En premier lieu, nous devons savoir si la bobine est un élément dissipateur d'énergie électrique au même titre que la résistance ou, au contraire un élément conservateur d'énergie électrique comme le condensateur.

Pour faciliter notre tâche, nous devons considérer le phénomène de l'inductance mutuelle qui, rappelons-le se produit entre deux circuits distincts.

La figure 11 représente un circuit inducteur et un circuit induit.

Le courant induit I2 apparaissant dans la spire du circuit induit traverse la résistance insérée dans ce circuit : celui-ci dissipe donc une puissance déterminée par le produit de la résistance R par le carré du courant (I2²).

Cette puissance ne peut pas cependant avoir été directement produite par le circuit induit puisque nous ne notons la présence d'aucun générateur dans celui-ci. L'unique générateur présent est la pile du circuit inducteur, or cette pile n'est pas reliée au circuit induit. Le transfert d'énergie entre les deux circuits se réalise donc par le flux d'induction que mettent en commun les deux spires.

Nous devons alors admettre que la puissance électrique fournie par la pile au circuit inducteur n'est pas totalement dissipée dans celui-ci mais produit également un flux d'induction qui est à son tour retransformé en puissance électrique dissipée dans le circuit induit. Nous pouvons conclure que la bobine est un élément conservateur d'énergie comme le condensateur étant donné qu'elle ne dissipe pas entièrement cette énergie.

Pour avoir une analogie plus étroite avec le condensateur, nous pouvons dire : comme le condensateur emmagasine de l'énergie électrique en créant un champ électrique entre ses armatures, la bobine emmagasine l'énergie électrique en créant un champ magnétique autour de ses spires. A la différence du condensateur auquel il faut appliquer une tension entre ses armatures pour créer un champ électrique, il faut faire circuler un courant dans une bobine pour que celle-ci engendre un champ magnétique.

Nous savons que l'énergie Wc emmagasinée dans un condensateur dépend du carré de la tension appliquée entre ses armatures et de la capacité du condensateur, soit :

Wc = (1 / 2) x CV²

De la même façon, l'énergie emmagasinée par une bobine dépend du carré du courant qui la traverse multiplié par l'inductance de cette bobine, le tout divisé par 2, soit :

W_L = (1 / 2) x LI²

W_L : Énergie électrique emmagasinée en J.

L : Inductance en H

I : Intensité en A

De manière analogue à ce qui a été dit pour le condensateur, la bobine n'emmagasine qu'une moitié de l'énergie fournie par le générateur. La seconde moitié est dissipée dans la résistance équivalente au circuit dont fait partie entre autres la résistance interne du générateur.

Observons cependant que dans le cas du condensateur, le générateur fournit un courant uniquement pendant la charge du condensateur, car une fois celui-ci chargé, toute circulation de courant cesse, ainsi que toute dissipation d'énergie à laquelle il donne lieu. Dans le cas de la bobine, le courant doit circuler continuellement puisque c'est précisément lui qui crée le champ magnétique dans la bobine par ses variations. La consommation d'énergie l'accompagnant persiste donc également.

Nous déduisons de ces observations que la bobine consomme une énergie plus importante que le condensateur pour en emmagasiner la même quantité.

La bobine trouve son emploi dans les circuits parcourue par des courants d'intensité variable.

Dans la prochaine leçon, nous analyserons ce type de courant, dont l'une des formes vous est particulièrement familière puisqu'il s'agit du courant alternatif.